一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯，其是由下述重量份的原料制得：鋯英砂30?40，鋁礬土10?15，硼酸鎂晶須3?5，碳酸鉀5?10，水玻璃5?10，異丙醇鋁0.1?0.15，二甲基硅油0.5?1，聚乙烯醇0.1?0.2，辛烯基琥珀酸淀粉鈉0.5?1，粘結(jié)助劑10?15。本發(fā)明的水溶性型芯具有良好的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和低吸濕性，不易發(fā)生開(kāi)裂、缺陷，水溶潰散性好，易于清除，尺寸穩(wěn)定性好，表面光潔度高，適用于高精密度鋁合金鑄造。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯及其制備方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在制造工業(yè)中存在大量構(gòu)件，其內(nèi)壁呈薄壁復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，部分內(nèi)腔幾乎封閉，有的連成一體。目前常用的樹(shù)脂芯、金屬芯等潰散性能差，鑄件澆注后內(nèi)腔很難清理，影響鑄件內(nèi)表面的光潔度和尺寸精度，無(wú)法滿(mǎn)足此類(lèi)鑄件鑄造的需求。因此，開(kāi)發(fā)高性能的水溶性型芯十分必要。
[0003]水溶性型芯是指以水溶性材料為粘結(jié)劑并添加填料，然后通過(guò)澆注、壓制燒結(jié)成型等不同的成型方式制成的型芯。鑄件澆注后，該型芯能在水中溶解潰散，達(dá)到清理型芯的效果。水溶性型芯具有不發(fā)氣，可降低鑄件缺陷、容易清除等特點(diǎn)，清理時(shí)不損傷鑄件，尤其適用于帶有復(fù)雜內(nèi)腔及彎曲孔道的鑄件。并且，水溶性型芯容易再回收利用，節(jié)能環(huán)保，是一種較為先進(jìn)的制芯技術(shù)，有著良好的應(yīng)用前景。目前，水溶性型芯的綜合性能不佳，尚存在型芯強(qiáng)度差、易變形開(kāi)裂、水溶潰散性不理想等缺陷，因此限制了其廣泛應(yīng)用。為滿(mǎn)足高精密度鑄造的需求，還需要水溶性型芯具有較高的尺寸穩(wěn)定性和表面光潔度。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯，其是由下述重量份的原料制得:鋯英砂30-40，鋁礬土 10-15，硼酸鎂晶須3-5，碳酸鉀5-10，水玻璃5-10，異丙醇鋁0.1-0.15，二甲基硅油0.5-1，聚乙烯醇0.1-0.2，辛烯基琥珀酸淀粉鈉0.5-1，粘結(jié)助劑10-15;所述粘結(jié)助劑由下列重量份的原料制成:瓜爾膠3-5，丙烯酸0.5-1，烯基琥珀酸酐0.3-0.5，過(guò)硫酸銨0.01-0.015，木質(zhì)素磺酸鈣1-2，硅烷偶聯(lián)劑KH-570 0.1-0.2，水40-60;粘結(jié)助劑的制備方法是將瓜爾膠、烯基琥珀酸酐和木質(zhì)素磺酸鈣加入水中80_90°C攪拌l_2h，然后加入其余原料60-70°C、1000-1500r/min攪拌1 -2h，冷卻后即得。
[0006]—種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯的制備方法，包括以下步驟:(1)按重量稱(chēng)取原料，先將鋯英砂、鋁礬土、硼酸鎂晶須、水玻璃、碳酸鉀共同加入混料機(jī)高速混合l〇-15min，然后于750-850 °C燒結(jié)l_2h，冷卻后與二甲基硅油混合并研磨至200-300目，得A組分；(2)將異丙醇鋁加入60-80倍重量的水中，將pH調(diào)至3-4后加入聚乙烯醇并于85-95°C攪拌2-4h，然后將溫度調(diào)至40-60°C并加入其余原料攪拌l_2h，冷卻后得B組分；(3)將A組分與B組分加入混料機(jī)后高速混合10-20min，然后裝填到模具中壓實(shí)，待其固化后脫模，于200-250°C下烘干12-24h，最后根據(jù)需要對(duì)其外形進(jìn)行機(jī)械加工，即得用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明通過(guò)瓜爾膠、烯基琥珀酸酐、丙烯酸、木質(zhì)素磺酸鈣和硅烷偶聯(lián)劑KH-570之間的復(fù)配及反應(yīng)制得粘結(jié)助劑，有利于型芯的成型，并能有效改善型芯的抗拉性能和抗吸濕性； 同時(shí)通過(guò)其余原料的添加，使制得的水溶性型芯具有良好的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和低吸濕性，不易發(fā)生開(kāi)裂、缺陷，水溶潰散性好，易于清除，尺寸穩(wěn)定性好，表面光潔度高，適用于高精密度鋁合金鑄造?！揪唧w實(shí)施方式】
[0008]—種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯，其是由下述重量份的原料制得: 鋯英砂30，鋁礬土 10，硼酸鎂晶須3，碳酸鉀5，水玻璃5，異丙醇鋁0.1，二甲基硅油0.5，聚乙烯醇0.1，辛烯基琥珀酸淀粉鈉0.5，粘結(jié)助劑10;所述粘結(jié)助劑由下列重量份的原料制成:瓜爾膠3，丙烯酸0.5，烯基琥珀酸酐0.3，過(guò)硫酸銨0.01，木質(zhì)素磺酸鈣1，硅烷偶聯(lián)劑KH-570 0.1，水40 ;粘結(jié)助劑的制備方法是將瓜爾膠、烯基琥珀酸酐和木質(zhì)素磺酸鈣加入水中80°C攪拌lh，然后加入其余原料60°C、1000r/ min攪拌lh，冷卻后即得。[0009 ] —種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯的制備方法，包括以下步驟:(1)按重量稱(chēng)取原料，先將鋯英砂、鋁礬土、硼酸鎂晶須、水玻璃、碳酸鉀共同加入混料機(jī)高速混合lOmin，然后于750°C燒結(jié)lh，冷卻后與二甲基硅油混合并研磨至200目，得A組分；(2)將異丙醇鋁加入60倍重量的水中，將pH調(diào)至3后加入聚乙烯醇并于85°C攪拌2h，然后將溫度調(diào)至40°C并加入其余原料攪拌lh，冷卻后得B組分；(3)將A組分與B組分加入混料機(jī)后高速混合lOmin，然后裝填到模具中壓實(shí)，待其固化后脫模，于200°C下烘干12h，最后根據(jù)需要對(duì)其外形進(jìn)行機(jī)械加工，即得用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯。
[0010] 經(jīng)檢驗(yàn)，上述制得的水溶性型芯性能如下:抗拉強(qiáng)度:8.0MPa;潰散性能:在水中完全潰散時(shí)間< lOmin;抗吸濕性能:空氣濕度80%的條件下放置24h，抗拉強(qiáng)度降低3.5%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯，其特征在于，其是由下述重量份的原 料制得:鋯英砂30-40,鋁礬土 10-15,硼酸鎂晶須3-5,碳酸鉀5-10,水玻璃5-10,異丙醇鋁0.1-0.15，二甲基硅油0.5-1，聚乙烯醇0.1-0.2，辛烯基琥珀酸淀粉鈉0.5-1，粘結(jié)助劑10-15;所述粘結(jié)助劑由下列重量份的原料制成:瓜爾膠3-5，丙烯酸0.5-1，烯基琥珀酸酐0.3-0.5，過(guò)硫酸銨0.01-0.015，木質(zhì)素磺酸鈣1-2，硅烷偶聯(lián)劑KH-570 0.1-0.2，水40-60;粘結(jié) 助劑的制備方法是將瓜爾膠、烯基琥珀酸酐和木質(zhì)素磺酸鈣加入水中80_90°C攪拌l_2h，然 后加入其余原料60-70°C、1000-1500r/min攪拌1 -2h，冷卻后即得。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯的制備方法，其 特征在于，包括以下步驟:(1)按重量稱(chēng)取原料，先將鋯英砂、鋁礬土、硼酸鎂晶須、水玻璃、碳酸鉀共同加入混料 機(jī)高速混合l〇-15min，然后于750-850 °C燒結(jié)l_2h，冷卻后與二甲基硅油混合并研磨至200-300目，得A組分；(2)將異丙醇鋁加入60-80倍重量的水中，將pH調(diào)至3-4后加入聚乙烯醇并于85-95°C攪 拌2-4h，然后將溫度調(diào)至40-60°C并加入其余原料攪拌l_2h，冷卻后得B組分；(3)將A組分與B組分加入混料機(jī)后高速混合10-20min，然后裝填到模具中壓實(shí)，待其固 化后脫模，于200-250°C下烘干12-24h，最后根據(jù)需要對(duì)其外形進(jìn)行機(jī)械加工，即得用于高 精密度鋁合金鑄造的水溶性型芯。
【文檔編號(hào)】B22C1/16GK105964890SQ201610090132
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年2月18日
【發(fā)明人】張洪濱
【申請(qǐng)人】蚌埠市鴻安精密機(jī)械有限公司